Escola Secundria de Caldas Taipas Combustveis alternativos e
Escola Secundária de Caldas Taipas Combustíveis alternativos e algumas alternativas aos combustíveis ENERGIA NUCLEAR Química 12º
Para começar. . . Química 12º Prós Desastres Radioatividade C o nt ra s Mari e Curi e História Energia nuclear
Um pouco de História. . . Antoine Henri Becquerel, França (1852 -1908) Pierre Curie, França (1859 -1906) Marya Sklodowska Marie Curie, Polónia (1867 -1934) Química 12º
Um pouco de História. . . “Lembras-te do dia em que me disseste: ‘Gostava que o radium tivesse uma bonita cor’? Olha… olha!” “Lembrar-se-ia para sempre desta noite de pirilampos, desta magia!” Química 12º
Um pouco de História. . . Casal Curie Química 12º
Um pouco de História. . . “Não tínhamos dinheiro nem um laboratório decente para levarmos a cabo a nossa importante e difícil tarefa” “Era como criar algo a partir do nada!” “Às vezes passava um dia inteiro a mexer uma massa fervente com um varão de ferro quase do meu tamanho. Chegava à noite morta de cansaço. ” Química 12º
Um pouco de História. . . Casal Curie Química 12º
Um pouco de História. . . “Se a nossa descoberta tem futuro comercial, isto é um acidente do qual não devemos aproveitar-nos. O rádio vai ser útil no tratamento das doenças, e parece-me impossível tirar proveito disso. ” Química 12º
Um pouco de História. . . Albert Einstein, Alemanha (1879 -1955) Otto Hahn, Alemanha (1879 -1968) Fritz Strassmann, Alemanha (19021980) Enrico Fermi, Itália (1901 -1954) Química 12º
Energia Nuclear 1 kg U 2 mil ton carvão 8 mil barris petróleo Sabias que? ! A 1ª central nuclear ampla abriu em Calder Hall, Inglaterra, em 1956. Química 12º
Energia de Ligação Nuclear Teoria da Relatividade Dada quantidade de Massa Formação de um núcleo atómico Conversão em Energia Mantém juntos os nucleões Química 12º
Estabilidade Nuclear Núcleo leve (excesso de neutrões) Núcleo pesado (deficiência de neutrões) Núcleo Radioativo Estabilidade Isótopo Radioativo Instabilidade Radioatividade Química 12º
Estabilidade Nuclear Química 12º Relação entre o número atómico e número de massa e a estabilidade do elemento.
Estabilidade Nuclear Números Mágicos Número de protões 2 8 20 28 50 82 114 164 ___ Número de neutrões 2 8 20 28 50 82 126 184 196 Química 12º
Estabilidade Nuclear Química 12º
Isótopos Declinam para atingir a estabilidade * Igual número atómico * Diferente massa atómica Química 12º Cadeia de declíneo
Emissões Radioativas Radiação energética Partículas subatómicas Sabias que? ! No ano de 1990, a Energia Nuclear era a fonte energética de maior crescimento. Mas em 2005 já era a segunda de menor crescimento. * Partículas * Raios Química 12º
Partículas * * Carga positiva * Excessivamente pesadas * Não penetram a pele * Ex: Urânio-238 Tório-234 Química 12º
Partículas * - ou + * Metade da velocidade da luz Decaimento - * Pouca massa * Penetram alumínio (5 mm) * Ex: Estrôncio-90 Ítrio-90 Química 12º Decaimento +
Partículas * ≈ raios X * Carga neutra * Sem massa Decaimento * Velocidade da luz * Ex: Rádio-226 Rádon-222 Química 12º
Emissão de partículas radioativas Poder penetrante das diferentes emissões. Química 12º
Emissão de partículas radioativas Tipo de Carga da Massa (unidades radiação partícula Partícula alfa ( ou ) Partícula beta negativa ( -) Partícula beta positiva ( +) Partícula gama ( ) +2 -1 de massa atómica) 4 1/1850 +1 1/1850 0 0 Velocidade das partículas Lenta Rápida Muito rápida (velocidade da luz) Química 12º Capacidade Poder ionizante penetrante Elevada Média Elevada Fraco, mas provoca danos Moderadamente penetrante Travada por ex. por Folha de papel ou pele Alumínio Muito penetrante Chumbo
Emissão de partículas radioativas Química 12º
Tempo de meia-vida * Ritmo a que o isótopo se declina. Química 12º
Tempo de meia-vida Química 12º
Tempo de meia-vida O acidente no reator nuclear de Chernobyl, em 1986, lançou para a amosfera grande quantidade de estrôncio radioativo, cuja meia vida é 28 anos. Supõe-se ser este isótopo a única contaminação radioativa e sabe-se que o local poderá ser considerado seguro quando a quantidade do isótopo se reduzir, por desintegração, a 1/16 da quantidade inicialmente presente. Determine em que ano o local poderá ser habitado novamente. Química 12º
Radioatividade Sabias que? ! Medindo a quantidade de U-238 e de Pb-206 nas rochas da superfície da Terra, os cientistas determinaram que a idade da superfície terrestre se situa entre os 3. 5 e os 4. 0 milhões de anos. Assim, e considerando o tempo que as rochas levaram a arrefecer, a Terra deverá ter cerca de 4. 5 milhões de anos. Propriedade de núcleos instáveis Química 12º
Origem da Radioatividade Natural * Terrestre * Cósmica Artificial Sabias que? ! Os fumadores recebem uma dose de radiação de chumbo-210 que se encontra naturalmente no tabaco; e, também, uma dose adicional de radiação proveniente do decaimento do rádon e do polónio-218. Química 12º
Principais fontes de radiação a que estamos sujeitos no dia-a-dia Sabias que? ! Braga, Porto, Viseu, Guarda, Castelo Branco e Portalegre são os distritos de Portugal em que há maior acumulação de gases radioativos ao ponto de se atingir níveis perigosos. Química 12º
Datação * Método relativo * Método absoluto Sabias que? ! Os principais produtores de energia nuclear são a França, a Suécia e a Ucrânia, sendo que a percentagem de energia elétrica doméstica resultante da energia nuclear em 1998 pela França foi de 77%, pela Suécia 47% e pela Ucrânia 44%. Química 12º
Datação por Carbono-14 Curva de decaimento radioativo Química 12º
Medidores de Radioatividade * Contador de Geiger Müller Esquema de funcionamento de um detetor de radiação – contador de Geiger. Química 12º
Reações Nucleares * Cisão divisão de núcleos pesados * Fusão junção de núcleos leves Química 12º
Fissão ou Cisão nuclear Química 12º
Fissão ou Cisão nuclear Química 12º
Fusão nuclear Condições para o sucesso de um reator termonuclear: * Elevada densidade de partículas * Elevada temperatura do plasma * Longo tempo de confinamento do plasma quente Química 12º
Fusão nuclear Química 12º
Energia Matérias Tipo de reação primas Temperatu libertada ra típica de por kg de reação (K) combustív el (J/kg) Química Fissão Fusão Carvão C + O 2 CO 2 betuminoso U-235 + n Ba-143 + Kr- UO 2 (3% U-235 + 91 + 2 n 97% U-238) H-2 + H-3 He-4 + n Deutério e Trítio Química 12º 7 x 102 3. 3 x 107 1 x 103 2. 1 x 1012 1 x 108 3. 4 x 1014
Prós da Radioatividade * Menos dispendiosa; * Menos poluente; * Rentável; * Transporte menos perigoso; * Menos resíduos; * Fiável; * Reduz o défice; * Aumenta a competitividade. . . Química 12º Sabias que? ! Apesar da polémica que se gera à volta da Energia Nuclear, 18% das necessidades mundiais de eletricidade são satisfeitas por esta via.
Contras da Radioatividade * Resíduos perigosos; * Muito investimento em segurança; * Poluição térmica; * Utilização para fins bélicos; * Ameaça à estabilidade económico-social. . . Química 12º Sabias que? ! O plutónio-239 leva 24000 anos para ter a sua radioatividade reduzida a metade, e cerca de 50000 anos para se tornar inócuo.
Desastres Nucleares * Acidente nuclear de Chernobyl, Ucrânia, 26 de Abril de 1986 – explosão num reator nuclear. * Acidente nuclear de Fukushima, Japão, 11 de Março de 2011 – explosão devido ao sismo e tsunami. * Bomba nuclear Little Boy lançada em Hiroshima, Japão, 6 de Agosto de 1945. * Bomba nuclear Fat Man lançada em Nagasaki, Japão, 9 de Agosto de 1945. Química 12º
Chernobyl, 1986 Sabias que? ! O acidente de Chernobyl teve 400 vezes mais radiação do que a bomba lançada em Hiroshima, no Japão. http: //www. youtube. com/watch? v=rv. AJ_u 3 Q 0 Hw Química 12º
Fukushima, 2011 http: //www. youtube. com/watch? v=3 ypi. DPf. L 9 Yk Química 12º
Hiroxima, 1945 http: //www. youtube. com/watch? v=Bf. JZ 6 nwx. D 38 Química 12º
Nagasaki, 1945 http: //www. youtube. com/watch? v=6 l 5 j. I 4 i. O 4 -g Química 12º
Unidades da Radiação Decaimento radioativo • SI: Becquerel (Bq) • Outro: Curie (Ci) Dose absorvida Dose equivalente • SI: Gray (Gy) • Outro: rad • SI: Sievert (Sv) • Outro: Rem Sabias que? ! Há um Festival Internacional de Filmes sobre Energia Nuclear a realizar-se todos os anos no Rio de Janeiro entre Maio e Junho. No seguinte link podes ver um vídeo sobre o festival: http: //www. youtube. com/watch? v=xwtx 1 c. Fg. RHg. Química 12º
Radioatividade Ambiental Sabias que? ! A atividade do rádon equivale a 55% das radiações a que estamos sujeitos no meio ambiente. http: //veja. abril. com. br/infograficos/natureza-morta/ Química 12º
Livros * Fórmula de Deus, José Rodrigues dos Santos; * Diário de Éve: Madame Curie; * Hiroxima, John Hersey. Química 12º
Documentários * A última bomba atómica, EUA (2005); * UR NIO 238, Peace Center; * Uranium Road, do diretor Theo Antonio (2007); * The Return of Navajo Boy , diretor Jeff Spitz; * Fight for Country do diretor Pip Starr; * Uranium do diretor canadense Magnus Isacsson. Química 12º
Filmes * Ameaça Subterrânea (ou Fire Down Below) com Steven Seagal, EUA (2004), Ocean Pictures, Direção de Rex Piano. * Ameaça Terrorista (ou Unthinkable), EUA (2010), Direção de Gregor Jordan. Química 12º
Concluindo. . . “A guerra é o aniquilamento da humanidade. ” Química 12º
Professora Luísa Esperança Trabalho realizado por: 12º C 2011/2012 Escola Secundária de Caldas Taipas Química 12º
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